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Vitamin D: Produktion und Absorption

Montag 28 September 2020

Der Körper produziert Vitamin D aus Sonnenlicht, aber auch Ernährung und Supplementierung sind wichtige Quellen. Wie bildet die Haut Vitamin D? Was sind Vitamin D-reiche Quellen? Wie wird Vitamin D im Körper aufgenommen? Und: Wann ist eine Supplementierung wirklich notwendig?

Vitamin D spielt eine wichtige Rolle bei vielen Prozessen in unserem Körper. Zum Beispiel unterstützt es die normale Muskelfunktion, hilft, die Zähne stark zu halten, unterstützt die Abwehrkräfte des Körpers und trägt zur Erhaltung starker Knochen bei. Es gibt fünf Formen (D1 bis D5), aber physiologisch sind zwei relevant, nämlich D2 und D3. Vitamin D3 ist stärker und wirksamer als D2.

Evolutionär betrachtet

An Orten rund um den Äquator stellen Menschen das meiste Vitamin D her. Die Sonnenstärke (ein Maß für die Menge der ultravioletten Strahlung) ist dort im Durchschnitt am größten. Studien zeigen, dass Jäger und Sammler rund um den Äquator einen Vitamin-D3-Spiegel im Blut von etwa 115 nmol/l aufwiesen [1]. Mit der Migration zu Orten auf der Erde mit einem höheren Breitengrad und der Existenz von Jahreszeiten hat die Sonneneinstrahlung abgenommen. Außerdem findet ein großer Teil unserer Arbeit heute in Innenräumen statt, während wir früher meist im Freien lebten. Die Mehrheit der Bevölkerung erreicht heute noch nicht einmal die Hälfte des evolutionär festgestellten optimalen Wertes der Jäger und Sammler [2].

Synthese von Vitamin D aus Sonnenlicht

Eigentlich sollten wir Vitamin D besser als hormonähnliche Substanz bezeichnen, weil wir es unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung (UV-B) des Sonnenlichts selbst herstellen können. Wenn die Sonne auf unsere Haut fällt, ist die Haut in der Lage, Provitamin D aus einem Metaboliten des Cholesterols (7-Dehydrocholesterol) zu produzieren, aus dem dann Cholecalciferol (Vitamin D3) hergestellt wird.

Bei ausreichender UV-B-Bestrahlung durch Sonnenlicht ist die Eigenproduktion um ein Vielfaches höher als die Menge, die durch die Nahrung aufgenommen werden kann. Alles, was die Menge der in die Haut eindringenden UV-B-Strahlung beeinflusst, hat jedoch auch Auswirkungen auf die Produktion von Vitamin D in der Haut und damit auf den Vitamin-D-Status. Dabei sind die Sonnenstärke (die mindestens 3 betragen muss), persönliche Faktoren (Hautpigmentierung und Alter) und sonnenbedingtes Verhalten zu bedenken. Beispielsweise kann die Haut kein Vitamin D produzieren, wenn sie mit einer Sonnencreme vom Faktor 15 oder höher eingecremt ist. Auch eine zu starke Bedeckung der Haut mit Kleidung und das Tragen einer Sonnenbrille hemmt die Vitamin D-Produktion erheblich.

Nahrungsquellen

Vitamin D2, Ergocalciferol, kommt natürlicherweise in pflanzlichen Lebensmitteln und Schimmelpilzen (z.B. Pilzen, Hefe und Käse) vor. Vitamin D3, Cholecalciferol, kommt in Lebensmitteln tierischen Ursprungs vor, wie z. B. in fettem Fisch, Lebertran und Eiern. Dabei handelt es sich um die gleiche Form, die in der Haut produziert wird, nachdem sie ultravioletten Strahlen ausgesetzt war.

Vitamin D3 ist effizienter bei der Erhöhung des Vitamin-D-Status als D2 [3]. Dennoch ist es fast unmöglich, genügend Vitamin D aus Lebensmitteln zu gewinnen, selbst nach Zugabe von Vitamin D zu Lebensmitteln wie Margarine, Halbfettmargarine und streichfähigem Back- und Bratfett.

Aktivierung über Hydroxylierung

Cholecalciferol (D3) wird nach der Synthese in der Haut an das sogenannte Vitamin D-bindende Protein gebunden und über das Blut zur Leber transportiert. Die Vitamine D2 und D3 aus der Nahrung werden nach der Resorption hauptsächlich durch Chylomikrone (Lipoproteine) transportiert und gelangen so über das Lymphsystem zur Leber. Die Leber ist der Hauptspeicher für Cholecalciferol und Ergocalciferol, aber wird auch im Fett- und Muskelgewebe gespeichert.

Bevor Vitamin D seine physiologische Funktion ausüben kann, muss es zunächst aktiviert werden. Diese Aktivierung erfolgt in zwei Schritten (zwei Hydroxylierungsreaktionen):

Schritt 1: Bildung von Calcidiol

Insbesondere in der Leber, aber auch in einer Reihe anderer Körpergewebe, sind Vitamin D2 und D3 an Position 25 hydroxyliert. Dabei entsteht Calcidiol (25-Hydroxyvitamin D). Calcidiol hat nur eine geringe biologische Aktivität, aber da Vitamin D in dieser Form am häufigsten im Blutkreislauf vorkommt, wird Calcidiol häufig als Indikator zur Messung des Vitamin-D-Status verwendet [4,5].

Schritt 2: Bildung von Calcitriol

Calcidiol wird dann zu den Nieren transportiert, wo schließlich ein weiterer Hydroxylierungsschritt stattfindet und das aktive Hormon Calcitriol (1α,255-Dihydroxycholecalciferol) gebildet wird. Die Bildung von Calcitriol wird durch das Parathormon aus der Nebenschilddrüse und durch einen niedrigen Phosphorgehalt im Blut angeregt. Die Aktivierung wird durch hohe Calcium- oder Calcitriol-Konzentrationen im Blut und das Hormon FGF23 (Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23) gehemmt. Dieser zweite Schritt findet hauptsächlich in den Nieren, aber auch in Haut, Nebenschilddrüse, Brust, Dickdarm, Prostata sowie in Zellen des Immunsystems und Knochenzellen statt [6].

Wissen in der Praxis

Das wichtigste Stimulans der Vitamin D-Produktion ist die Sonne. Es wird empfohlen, regelmäßig nach draußen zu gehen und die Haut dem (Sonnen-)Licht auszusetzen, aber ein Verbrennen der Haut zu vermeiden. Im Sommer findet die Vitamin D-Produktion auch im Schatten statt, genau wie an einem bewölkten Tag. Bei ungenügender Sonneneinstrahlung wird Vitamin D zu einem essentiellen Nährstoff. Umso wichtiger wird es dann, ausreichende Mengen über die Ernährung oder Supplementierung aufzunehmen. Sie können den Vitamin-D-Status Ihres Klienten im Blut messen lassen, um ihn gegebenenfalls entsprechend zu beraten. Wenn Sie eine Nahrungsergänzung empfehlen, sollten Sie Ihrem Klienten vorzugsweise ein Vitamin D3-Präparat in einer Fettmatrix in Form von Softgels oder Tropfen empfehlen. Dies fördert die Aufnahme ins Blut, da Vitamin D ein fettlösliches Vitamin ist.

Literatur

  1. Luxwolda, M. F., Kuipers, R. S., Kema, I. P., van der Veer, E., Dijck-Brouwer, D. A. J., & Muskiet, F. A. J. (2013). Vitamin D status indicators in indigenous populations in East Africa. European Journal of Nutrition, 52(3), 1115–1125. https://doi.org/10.1007/s00394-012-0421-6
  2. Holick, M. F. (2006). High Prevalence of Vitamin D Inadequacy and Implications for Health. Mayo Clinic Proceedings, 81(3), 353–373. https://doi.org/10.4065/81.3.353
  3. Tripkovic, L., Lambert, H., Hart, K., Smith, C. P., Bucca, G., Penson, S., Chope, G., Hyppönen, E., Berry, J., Vieth, R., & Lanham-New, S. (2012). Comparison of vitamin D2 and vitamin D3 supplementation in raising serum 25-hydroxyvitamin D status: A systematic review and meta-analysis. The American Journal of Clinical Nutrition, 95(6), 1357–1364. https://doi.org/10.3945/ajcn.111.031070
  4. Volmer, D. A., Mendes, L. R. B. C., & Stokes, C. S. (2015). Analysis of vitamin D metabolic markers by mass spectrometry: Current techniques, limitations of the ‘gold standard’ method, and anticipated future directions. Mass Spectrometry Reviews, 34(1), 2–23. https://doi.org/10.1002/mas.21408
  5. Willett, W., Nutritional Epidemiology (derde druk, 2013), New York, Oxford University Press
  6. Bikle, D. D. (2014). Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chemistry & Biology, 21(3), 319–329. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2013.12.016
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